El mecanismo de arranque en motores de polos sombreados

En el mundo de los motores eléctricos, la capacidad de arrancar de forma fiable y sin asistencia externa es una característica muy deseable, y los motores de polos sombreados destacan en este sentido.

Principio de inicio automático:

La capacidad de arranque automático de motores de polos sombreados es una de sus características definitorias. A diferencia de otros tipos de motores monofásicos que requieren dispositivos externos como condensadores o interruptores centrífugos para iniciar la rotación, los motores de polos sombreados poseen un diseño ingenioso que les permite arrancar por sí solos cuando se conectan a una fuente de alimentación de CA.

Función de la bobina de sombreado:

En el corazón del mecanismo de arranque de los motores de polos sombreados se encuentra la bobina de sombreado. Este componente es un elemento crítico que diferencia a los motores de polos sombreados de otros motores de inducción monofásicos. La bobina de sombreado suele estar hecha de alambre de cobre o aluminio y está enrollada alrededor de una parte del polo del estator, a menudo ubicada cerca de la superficie del rotor.

Creación de cambio de fase:

La clave de la capacidad de arranque automático de los motores de polos sombreados reside en la creación de un cambio de fase en el campo magnético dentro del motor. Este cambio de fase es el resultado de la presencia de la bobina de sombreado y es fundamental para iniciar el movimiento del rotor.

Así es como la bobina de sombreado logra este cambio de fase:

Cuando se aplica voltaje de CA al devanado principal del motor, se genera un campo magnético alterno alrededor de los polos del estator. Este campo magnético sufre cambios continuos de polaridad en sincronía con el voltaje de CA, invirtiendo la dirección de acuerdo con la forma de onda sinusoidal de la potencia aplicada.

Sin embargo, la bobina de sombreado, que rodea una parte del polo del estator, altera la uniformidad del campo magnético. Crea un desequilibrio al hacer que el campo magnético sea más débil en la sección del polo del estator donde se encuentra la bobina de sombreado. Este campo magnético debilitado en la región sombreada es crucial para el mecanismo de arranque.

Proceso de inicio:

El mecanismo de arranque en motores de polos sombreados se desarrolla de la siguiente manera:

Debido al desfase introducido por la bobina de sombreado, el campo magnético en la zona no sombreada del polo del estator alcanza su intensidad máxima un poco antes que en la zona sombreada. Esta diferencia de fase crea un desequilibrio en las fuerzas magnéticas que actúan sobre el rotor.

Según la ley de Lenz, un principio fundamental de la inducción electromagnética, un cambio en el flujo magnético induce una fuerza electromotriz (EMF) en los conductores cercanos. En el rotor del motor de polos sombreados, esta fuerza electromagnética genera corrientes parásitas.

Estas corrientes parásitas, a su vez, producen su propio campo magnético. Es importante destacar que este campo magnético generado por el rotor está influenciado por el campo magnético desfasado en el estator.

Como resultado de la interacción entre el campo magnético del rotor y el campo magnético del estator desfasado, se genera un par que hace que el rotor comience a moverse.

Rotación continua:

Una vez que el rotor comienza a girar, persiste el cambio de fase entre los campos magnéticos en las regiones sombreadas y no sombreadas. Este cambio de fase continuo asegura que el rotor continúe experimentando un campo magnético giratorio que, a su vez, mantiene el movimiento del motor. La rotación continua del motor es crucial para su capacidad de realizar trabajos mecánicos, como accionar un ventilador o una bomba.

Par de arranque bajo:

Si bien los motores de polos sombreados son conocidos por su capacidad de arranque automático, es importante tener en cuenta que normalmente producen un par de arranque relativamente bajo. Esta característica los hace más adecuados para aplicaciones donde es aceptable un inicio suave y gradual. Los motores de polos sombreados pueden no ser adecuados para tareas que requieren un par inicial elevado, como arrancar maquinaria pesada o levantar cargas pesadas.